試論房屋建筑結構設計中的現(xiàn)澆混凝土裂縫控制策略
更新時間:2016-01-10 21:00:49 | 點擊次數(shù):1435次 | 來源:青島鑫旭輝建筑結構設計有限公司次 | 作者:
隨著城市化進程的不斷推進,對房屋建筑的需求日益增加,各類工業(yè)建筑、商品住宅、居民住宅等數(shù)量與日俱增,隨之而來的各種房屋建筑質量問題愈加廣泛。在現(xiàn)代房屋建筑建設中,基于現(xiàn)澆混凝土的運用逐漸增多,混凝土裂縫問題引發(fā)的糾紛不斷出現(xiàn),致使房屋結構設計面臨重大壓力。本文針對混凝土的裂縫現(xiàn)狀,對裂縫產(chǎn)生原因進行分析,從而探究房屋建筑結構設計中,對現(xiàn)澆混凝土裂縫進行有效控制的對策。

近幾年來,建筑施工材料不斷推陳出新,越來越多的現(xiàn)代施工材料得到廣泛運用,鋼筋混凝土基于自身的優(yōu)勢特點,普遍應用于建筑工程建設中。然而,混凝土材料的使用,不可避免的將帶來各種裂縫問題,依據(jù)工程實踐的研究結果,混凝土裂縫具有可控性,可在建筑結構設計中采取有效手段與技術,對現(xiàn)澆混凝土構件進行抗裂處理,從而實現(xiàn)裂縫控制的目的。
1 現(xiàn)澆混凝土裂縫分類
1.1 應力裂縫
收縮裂縫以及溫度裂縫均屬于應力裂縫的形式,在現(xiàn)澆混凝土裂縫中也最為常見,收縮裂縫則主要由混凝土硬化造成,受到自然環(huán)境的影響,混凝土澆筑后隨著時間變化,其內部水分會逐漸蒸發(fā),致使體積越來越小,從而產(chǎn)生收縮裂縫;溫度裂縫則主要受溫差影響,若混凝土澆筑后,環(huán)境溫度與混凝土溫度存在較大溫差,混凝土表面則會產(chǎn)生較大的拉應力,溫差越大表面拉應力則越強,當超過混凝土自身極限后就會造成裂縫。
1.2 塑性裂縫
混凝土澆筑后仍處于塑性狀態(tài)時,由于存在鋼筋、骨料等,致使混凝土自身均勻沉降受到影響,混凝土垂直收縮加快,而相對的水平收縮則較為緩慢,從而出現(xiàn)塑性裂縫。塑性裂縫一般裂紋較深,且形狀極為不規(guī)則,主要發(fā)生在混凝土硬化之前,對房屋建筑結構功能的發(fā)揮產(chǎn)生重大阻礙。
1.3 結構裂縫
結構裂縫的產(chǎn)生多與構件應用的部位有關,在建筑結構的薄弱部位,現(xiàn)澆樓板發(fā)生結構裂縫的概率明顯增大。于此同時,結構設計的變更也會造成結構裂縫的產(chǎn)生,比如說現(xiàn)澆板由預制多孔板改制,會增大墻體的剛度,降低樓板剛度,在墻角應力集中部位,則容易出現(xiàn)斜裂縫,或者受到負彎矩影響,在樓板端出現(xiàn)板面裂縫。
2 造成現(xiàn)澆混凝土出現(xiàn)裂縫的原因分析
2.1 設計不合理
不同的建筑結構具有不用的性能要求,在進行結構設計中,需要針對結構的性能要求對混凝土進行選擇,只有合理的進行結構設計,并對結構荷載具體分析,為混凝土的選材與配比提供依據(jù),才能減少混凝土結構裂縫的產(chǎn)生。建筑工程建設中,往往由于對混凝土標號的選擇不當,或者結構荷載的均勻性不滿足要求,從而致使現(xiàn)澆混凝土出現(xiàn)開裂。
2.2 配料質量與配比因素
混凝土是一種混合物,由多種施工材料配比而成,比如說骨料、砂礫、水泥、外加劑等,只有保證以上所有材料的質量,才能減少混凝土出現(xiàn)裂縫的可能。同時,各材料的摻和比例也會影響混凝土的性能,合理的配比可減少現(xiàn)澆混凝土出現(xiàn)裂縫。
2.3 施工操作不規(guī)范
混凝土施工包含較多環(huán)節(jié),比如說,鋼筋安裝、混凝土澆筑、模板支撐、養(yǎng)護管理等等,其中任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)操作不當,都有可能造成混凝土出現(xiàn)裂縫?,F(xiàn)對常見的幾種現(xiàn)象加以介紹:第一,鋼筋在綁扎過程中,會由于間距不均勻,或者鋼筋數(shù)量不足等,從而影響混凝土的沉降造成裂縫。第二,混凝土澆筑過程中,若使用的粗細骨料不均勻,或者在振搗時不夠密實等,會影響混凝土的強度造成裂縫出現(xiàn)。第三,模板支撐剛度達不到設計要求,或者未滿養(yǎng)護時間,過早的進行拆模處理等,也會在一定程度上引發(fā)裂縫。
2.4 環(huán)境因素影響
施工環(huán)境往往是造成應力裂縫的主要原因,一方面,由于環(huán)境溫度的變化,致使混凝土內外存在較大溫差,是導致混凝土出現(xiàn)裂縫的最主要原因;另一方面,環(huán)境因素中溫度、濕度、風力等往往是引發(fā)收縮裂縫的主要原因,若混凝土澆筑后溫度較高、空氣濕度弱、風力大,則會加劇混凝土內水分蒸發(fā),從而導致混凝土出現(xiàn)大面積的干裂。
3 混凝土裂縫控制的房屋建筑結構設計策略
3.1 平面布置應科學合理
對建筑平面加強布置,主要從如下幾個方面入手,以保證平面規(guī)則,減少凹口引發(fā)現(xiàn)澆混凝土出現(xiàn)裂縫:(1)對房屋長度加以控制,若房屋長度超過40m后,應進行后澆帶設計。若長度過大規(guī)定數(shù)值較小時,收縮后澆帶應設置在中部位置,具體為樓板與梁的1/3跨處,并保證可將兩者完全分開;若房屋長度遠遠超過40m后,應在設置后澆帶的基礎上,進行變形縫設置。后澆帶的寬度應控制在80cm-100cm之間,彼此間距要滿足30m。(2)掛板、雨棚、女兒墻等外露構件,若其水平長度超過規(guī)定范圍時,需要進行伸縮縫設置,現(xiàn)行的建筑結構設計規(guī)范要求外露構件水平長度應在12m之內。(3)主樓高度與裙房高度存在較大差異時,為降低基礎沉降造成的裂縫,可在兩者之間設置后澆帶,或者進行沉降縫設置。
3.2 嚴格控制構件厚度
相關工程實踐統(tǒng)計表明,現(xiàn)澆混凝土構件的厚度大小,在很大程度上會影響裂縫出現(xiàn)的概率,若構件過薄,則裂縫出現(xiàn)的可能性較高?;诖?,在建筑結構設計過程中,應對混凝土構件進行厚度控制,以民用建筑結構設計為例,樓板板厚應大于10cm,由于建筑構件不同,其厚度要求存在一定的差異。以板的計算跨度為依據(jù),一般現(xiàn)澆板的厚度應≥L30-L35。
3.3 適宜的強度等級選擇
混凝土強度的級別會影響裂縫發(fā)生,強度越高的混凝土具有的水灰比則越大,對水泥的用量自然增加,導致出現(xiàn)裂縫的概率較大。根據(jù)相關規(guī)范要求,用于澆筑現(xiàn)澆板的混凝土其等級應控制在C30,同時要求墻與柱的混凝土級別相同,現(xiàn)澆板與樓板的級別應相同,如果存在現(xiàn)澆板混凝土級別低于墻、柱級別時,要提高核心部位的混凝土級別。
3.4 加強配筋設計
配筋率不僅會決定構件的強度,同時也會影響構件的裂縫情況,加強配筋設計可有效控制現(xiàn)澆混凝土裂縫。根據(jù)工程實踐表明,鋼筋配置間距應越小越好,緊密的間距可減少構件發(fā)生裂縫。同時,在樓面板的鋼筋配置上,應采用雙向鋼筋網(wǎng)對面板進行雙層配置。
4 結語
綜上所述,隨著鋼筋混凝土材料的普及使用,房屋建筑結構設計難度有所增大,對現(xiàn)澆混凝土加以分析,主要裂縫由應力裂縫、塑性裂縫、結構裂縫等幾種。造成混凝土結構出現(xiàn)裂縫的原因也多種多樣,主要原因則分別為設計不合理、配料質量與配比因素、施工操作不規(guī)范、環(huán)境因素影響等?;诖?,在房屋結構設計中,平面布置應科學合理,構件厚度應嚴格控制,強度等級的選擇要適宜,并加強配筋設計。
皮孝建,中國建筑西南設計研究院有限公司,四川成都610000